新型高效扭曲管双壳程换热器的研制

应用计算流体力学模拟了不同扭距下扭曲管的传热性能。通过实验室测试并比较扭曲管换热器和弓形折流板换热器的传热性能差异;介绍了扭曲管双壳程换热器的结构设计创新。通过工业试验产品在某厂的成功应用,验证了该新型高效扭曲管双壳程换热器的综合强化传热能力比传统折流板换热器提高30％～40％,节能效益显著,工业应用前景广阔。     

壳程螺旋扭片强化传热试验研究

采用自行设计的试验装置和流程,对壳程插入不同节距及开孔的螺旋扭片管束和纯光管管束换热器进行了壳程传热及流阻对比试验,分析了螺旋扭片对壳程传热性能的影响。结果表明,螺旋扭片的节距和开孔对壳程传热性能均有较大影响,但对壳程阻力影响不大;试验范围内,当8000Reo17000时,L=140 mm,d=0的螺旋扭片管束换热器综合性能最好。     

新型纵向流油冷却器传热性能及压降的试验研究

对两种不同角度的螺纹翅片管,分别在螺旋折流板及新型壳程挡板支撑下的3种结构的油冷却器进行了传热与阻力性能试验,结果表明,翅片角为5°的螺纹翅片管的传热性能比翅片角为13.5°的螺纹翅片管提高10%～30%,而流动阻力相差很小。对于同角度的螺纹翅片管油冷却器,新型阻流片壳程挡板虽然传热效果不及螺旋折流板,但是其壳程压降较螺旋折流板降低30%～40%,且单位压降下的热交换量提高10%～40%,这种结构对于大流量、长径比大且对壳程压降要求较高的油冷却器有一定的研究意义。     

钉头管自支承式换热器壳程性能研究

对钉头管自支承式换热器钉头纵向间距分别为20,35和50mm的三种钉头管-光管混合管束进行了壳程性能试验研究,并与纯光管管束试验进行了比较,得到了钉头管自支承式换热器的壳程摩擦阻力系数和传热膜系数的回归关联式。研究结果表明钉头管自支承式换热器具有良好的壳程强化传热性能,当1000≤Re≤4295时,以钉头纵向间距s=35mm的混合管束的α／Δp性能最优,其平均值比光管管束提高了34％。     

新型叠片式油冷却器传热及综合性能的研究

探讨一种铝叠片和弓形折流板相结合的新型叠片式油冷却器,对其传热及综合性能进行了研究,并与螺纹管弓形折流板油冷却器进行了对比.试验结果表明,新型叠片式油冷却器热交换量较螺纹管弓形折流板油冷却器平均提高52.5％,单位压降热交换量较螺纹管弓形折流板油冷却器平均提高24.1％.在整体结构方面,其单位体积换热面积为螺纹管弓形折流板油冷却器的2.84倍,而材料总重量仅为螺纹管弓形折流板油冷却器的60.7％,说明新型叠片式油冷却器具有体积小、换热面积大、重量轻的优点;从经济效益角度看,新型叠片式油冷却器相比螺纹管弓形折流板油冷却器更加节省耗材成本,体现了新型换热器的高效性、紧凑性和节能性.     

螺旋扁管冷凝器强化传热评价与应用

提出了螺旋扁管强化传热评价指标.通过实验,得出了螺旋扁管强化传热及阻力性能特性.结果表明,在较低Re下螺旋扁管强化传热效果较好,在传热的同时,使流动阻力系数增大,其增长幅度基本上与传热系数增长幅度相同.     

波节管在压缩机级间冷却器中的应用研究

根据波节管的结构与传热强化的特点,对波节管换热器在压缩机级间冷却器中的应用进行了可行性分析;并将波节管换热器用于某年产15万吨尿素装置用CO2压缩机前三级级间冷却器的技术改造;通过对3台冷却器工程应用考核,证明波节管冷却器能很好地满足工艺要求,并起到了显著节能的效果。此研究也为波节管换热器在工业上的应用提供了工程参考。     

板式换热器作为压缩机冷却器的传热和流阻性能实验研究

以现场的压缩空气为实验工质,对压缩空气在人字形波纹板式换热器传热与流阻性能进行了实验研究。研究结果表明板式换热器与传统的光滑管弓形隔板换热器相比较,板式换热器能非常有效地强化气侧的膜传热系数,但是与空气在花瓣状翅片管和低肋管螺旋隔板换热器壳侧的传热相比较,在同等的传热量下,板式换热器的膜传热系数是ＰＦ管螺旋隔板换热器的（３０￣４０）％（以胚管外表面积计算,下同）、是低肋管螺旋隔板换热器的（４０￣５     

列管式换热器壳程的减阻与增效

从列管式换热器的结构以及传热过程出发,分析了列管式换热器主要传热的途径,针对换热器壳程结构的优化,介绍了近年来列管式换热器壳程减阻与增效技术的进展及相关使用情况.     

内置Y形螺旋元件换热管的强化传热研究

针对换热设备传热效率低等问题,研究开发出一种Y形截面传热强化螺旋元件,该元件由三个沿圆周均布的螺旋叶片及连接固定叶片的中心圆柱组成。提出了Y形螺旋元件四种强化传热机理:轴向流速增大效应强化、螺旋流速增大效应强化、二次流速增大效应强化及热边界层减薄效应强化。通过对这些强化机理的理论分析,建立了湍流工况下强化传热的努赛尔准数预测关联式。研究结果表明:当螺旋叶片扭率较小时,螺旋流速增大效应和热边界层减薄效应是传热强化的主要控制机制;当螺旋叶片扭率较大时,轴向流速增大效应成为强化传热的主要控制机制;强化传热机理的理论分析结果与数值模拟结果吻合良好,且变化发展趋势相同。     

车用发动机润滑油冷却器传热和阻力特性的研究

选取国内生产车用发动机润滑油冷却器的4个主要厂家生产的同一型号的8个冷却器进行了传热和阻力特性的实验研究,实验结果表明,由于采用不同生产工艺,冷却器的传热性能和阻力特性有较大的差异。根据冷却器传热性能和阻力特性的实验数据拟合了换热量、阻力随润滑油流量的变化关系,可为车用润滑油冷却器的结构设计及选型提供依据。     

空气在不同管束的螺旋隔板换热器壳侧传热与流阻性能实验研究

以现场的压缩空气为工质,分别对花瓣状翅片管（ＰＦ管）与低肋管在螺旋隔板的支承下的传热与流阻性能进行了实验研究,研究结果表明花瓣状翅片管比低肋管具有更优越的传热性能,在同等的传热量下,ＰＦ管螺旋隔板换热器的气侧传热系数比低胁管螺旋隔板换热器高出２０％￣５０％,其压力损失比低肋管低３０％￣４０％。     

螺旋内插件强化传热换热器的性能对比分析

介绍了某船用柴油机配套淡水冷却器的改进设计,对光管及两种不同型式的内插件进行了热工性能对比试验,得出了各种型式换热器的换热系数曲线和阻力曲线,并证明新型螺旋内插件在相同换热器体积下可大幅提高换热效率,解决了原有淡水冷却器体积大造价高的难题.为该淡水冷却器的改进设计开辟了新的发展方向.     

管壳式换热器强化传热技术概述

总结了近年来国内外新型管壳式换热器的研究进展,从管程、壳程、管束三方面介绍了管壳式换热器的发展历程、结构改进及强化传热机理,并与普通弓形折流板换热器进行对比,概括了各式换热器的强化传热特点。最后指出了换热器的研究方向。     

R290水平管内凝结换热和压降的研究现状

通过分析国外对R290水平光滑管内和强化管内的流动凝结换热的研究,得出R290管内换热系数较常规工质高,而强化管内的凝结换热系数明显高于光滑管。另外还列举了一些典型的凝结换热关联式,并提出了进一步研究工作的建议。     

润滑油对R32在水平光管内流动沸腾换热特性及压降的影响

对R32在φ5mm和φ7mm的水平光管内的流动沸腾时,润滑油对换热与压降特性的影响进行了试验研究,试验的质量流量范围为100~500 kg/(m~2·s),润滑油的含量在0~5%之间。结果表明,沸腾换热系数随着质量流量的增大而增大。在低干度区,换热系数随干度的增大而增大,当干度达到0.7~0.8时,换热系数达到最大。随着润滑油含量的增大,局部换热系数在减小。压降随着管径的减小和质量流量的增大而增大。润滑油含量的增大,导致压降的增大。在5mm管内,润滑油含量对换热系数和压降影响比较明显。     

横纹槽管内插扭带复合强化传热的试验研究*

不同强化传热方式的复合会产生不同的传热效果,通过试验将不同扭率的扭带与同一规格横纹槽管复合强化传热的效果进行对比。试验以高黏度的导热油为工质,在500<Re<7 000、50<Pr<180的参数范围内,研究复合强化管的Nu数和阻力系数f随着Re数的变化情况,通过多元线性回归得到Nu数和f的关联式,并以强化传热性能评价指标(Performance evaluation criteria,PEC)值为标准评价其综合换热性能。结果表明：相同扭率下,复合强化管的阻力系数是光管内插扭带阻力系数的2~5倍,Nu数是光管内插连续扭带的1~4倍。随着Re数的增加,扭率Y对复合强化管的Nu数值影响越来越小。层流工况下,复合强化管的综合换热性能指标PEC值随Re数的增加而增加,且与扭率Y成负相关;过渡流工况下,复合强化管的PEC值都随Re数的增加而减小,扭率Y为5.21时的复合强化管综合换热效果最好。     

板式换热器的换热与压降计算

针对目前板式换热器换热计算关联式较少的情况，对目前已在文献中发表的一系列单、两相流体的换热系数及压降的计算式进行了总结，并对它们各自的优缺点做了探讨，可以为系统仿真和板式换热器的设计教育处提供借鉴。